計算機組成原理課后習(xí)題1 10章答案(唐朔飛)(第二版)

計算機組成原理課后習(xí)題110章答案（唐朔飛）（第二版）1-10（唐朔飛）（第二版第一章計算機系統(tǒng)概論1.什么是計算機系統(tǒng)、計算機硬件和計算機軟件？硬件和軟件哪個更重要？解：p3計算機系統(tǒng)：由計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的綜合體。計算機硬件：指計算機中的電子電路和物理設(shè)備。計算機軟件：計算機操作所需的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)。硬件和軟件在計算機系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。5.馮？諾依曼計算機有什么特點？解決方案：馮？諾依曼電腦功能：P8計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；?指令和數(shù)據(jù)以同同等地位存放于存儲器內(nèi)，并可以按地址訪問；?指令和數(shù)據(jù)均用二進制表示；指令由兩部分組成：操作代碼和地址代碼。操作代碼用于表示操作的性質(zhì)，地址代碼用于列出示操作數(shù)在存儲器中的位置；中心（最初的馮·諾依曼機器）。解釋下列概念：主機、CPU、主存、存儲單元、存儲元件、存儲原語、存儲元件、存儲字、存儲字長、存儲容量、機器字長和指令字長。解決方案：p9-10主機：是計算機硬件的主體部分，由cpu和主存儲器mm合成為主機。cpu：中央處理器，是計算機硬件的核心部件，由運算器和控制器組成；（早期的運算器和控制器不在同一芯片上，現(xiàn)在的cpu內(nèi)除含有運算器和控制器外還集成了cache）。主存儲器：計算機中存儲運行程序和數(shù)據(jù)的存儲器。它是計算機的主要工作存儲器，可以隨機訪問；它由存儲器、各種邏輯元件和控制電路組成。存儲單元：可存放一個機器字并具有特定存儲地址的存儲單位。存儲元素：存儲一位二進制信息的物理元素。它是內(nèi)存中最小的存儲單元，也稱為存儲原語或存儲元素，不能單獨訪問。存儲字：一個存儲單元所存二進制代碼的邏輯單位。存儲字長：一個存儲單元所存二進制代碼的位數(shù)。存儲容量：存儲器中可存二進制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開描述）。機器字長度：指CPUCPU有關(guān)。指令字長：指令二進制代碼中的位數(shù)。解釋下列英文縮寫的中文含義：CPU、PC、IR、Cu、ALU、ACC、MQ、x、Mar、MDR、I/O、MIPs、CPI、flops解決方案：綜合答案應(yīng)分為三部分：英文全名、中文名稱和功能。cpu：centralprocessingunit，中央處理機（器），是計算機硬件的核心部件，主要由運算器和控制器組成。PC：程序計數(shù)器，其功能是存儲當(dāng)前要執(zhí)行的指令的地址，并能自動執(zhí)行計數(shù)形成下一條指令地址。IR：指令寄存器，其功能是存儲當(dāng)前正在執(zhí)行的指令?？刂茊卧刂茊卧ńM件），是控制器的核心組件。其功能是生成微操作命令序列。alu：arithmeticlogicunit，算術(shù)邏輯運算單元，為運算器的核心部件，其功能是進行算術(shù)、邏輯運算。ACC：累加器是算術(shù)單元中的一個寄存器，可以存儲運算前的操作數(shù)和運算結(jié)果。mq：multiplier-quotientregister，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數(shù)、除法時存放商的寄存器。x：該字母沒有特定的縮寫含義，可以用作任何零件名稱。這里，它表示操作數(shù)寄存器，即算術(shù)單元中的一個工作寄存器，用于存儲操作數(shù)；mar：memoryaddressregister，存儲器地址寄存器，在主存中用來存放欲訪問的存儲單元的地址。MDR：內(nèi)存數(shù)據(jù)寄存器，用于在主存中存儲從存儲單元讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)。i/o：input/outputequipment，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計算機內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送。MIPS:millioninstructionpersecond，每秒執(zhí)行的數(shù)百萬條指令數(shù)。它是計算機運行速度的一種度量。畫出主機框圖，分別以存數(shù)指令“stam”和加法指令）為例，在圖中按序標(biāo)出完成該指令（包括取指令階段）的信息流程（如→①）256m*32p131.11Stam：PC→馬爾，馬爾→嗯，嗯→MDR，MDR→op(ir)→cu，ad(ir)→mar，acc→mdr，mar→mm，wrADDM指令：PC→馬爾，馬爾→嗯，嗯→MDR，MDR→IR，256M*32ACC、x、IRMDR32PCmar282指令和數(shù)據(jù)是通過不同的時間段來區(qū)分的，也就是說，在指令執(zhí)行階段（或取指微程序）中取出的是指令，在指令執(zhí)行階段（或相應(yīng)的微程序）中取出的是數(shù)據(jù)。通過地址來源區(qū)分，由pc提供存儲單元地址的取出的是指令，由指令地址碼部分提供存儲單元地址的取出的是操作數(shù)。計算機的發(fā)展與應(yīng)用1.通常計算機的更新?lián)Q代以什么為依據(jù)？答：p22它主要基于構(gòu)成計算機基本電路的元件，如電子管、晶體管、集成電路等。2.舉例說明專用計算機和通用計算機的區(qū)別。答：根據(jù)效率、速度、價格、經(jīng)濟性和實用性，計算機可分為通用計算機和專用計算機。通用計算機有很強的適應(yīng)性，但它們犧牲了效率、速度和經(jīng)濟性，而專用計算機是最有效、最經(jīng)濟、最快的計算機，但適應(yīng)性很差。比如個人電腦和計算器。3.什么是摩爾定律？該定律是否永遠生效？為什么？答：p23，否，p36第三章系統(tǒng)總線1.什么是總線？總線傳輸有何特點？為了減輕總線負載，總線上的部件應(yīng)具備什么特點？答：p41.總線是多個部件共享的傳輸部件。總線傳輸?shù)奶攸c是，在某一時刻，總線上只能傳輸一條信息通道，即分時傳輸。為了降低總線負載，總線上的組件應(yīng)通過三態(tài)驅(qū)動緩沖電路與總線連接。式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？答：總線優(yōu)化控制解決了多個組件同時申請總線時的使用權(quán)分配問題；特點：鏈式查詢方式，連接簡單，擴展方便，對電路故障最敏感；計數(shù)器定時查詢模式優(yōu)先級設(shè)置靈活，對故障不敏感，連接和控制過程復(fù)雜；獨立請求模式是最快的，但它有大量的硬件設(shè)備，許多連接和高成本。解釋下列概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線的主設(shè)備（或主模塊）線的從設(shè)備（或從模塊）。總線寬度：通常指數(shù)據(jù)總線的數(shù)量；總線帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸率，指單位時間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)；總線復(fù)用：指同一條信號線可以分時傳輸不同的信號?？偩€的主設(shè)備（主模塊）：擁有總線控制權(quán)的設(shè)備（模塊）；總線的從設(shè)備（從模塊）：指一次總線傳輸期間，配合主設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備（模塊），它只能被動接受主設(shè)備發(fā)來的命令；總線傳輸周期：指總線完成完整可靠傳輸所需的時間；總線通信控制：指總線傳輸過程中雙方的時間合作方式。試比較同步通信和異步通信。A：同步通信：指由統(tǒng)一時鐘控制的通信?？刂品绞胶唵?，靈活性差。當(dāng)系統(tǒng)中各部件的工作速度變化較大時，總線工作效率顯著降低。適用于速度差小的場合。異步通信：指沒有統(tǒng)一時鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時，有利于提高總線工作效率。8.為什么半同步通信同時保留了同步通信和異步通信的特點？答：半同步通信可以由統(tǒng)一的時鐘式同步通信控制，并允許不一致的傳輸時間，如異步通信。因此，工作效率介于兩者之間。為什么要設(shè)置總線標(biāo)準？你知道目前流行的總線標(biāo)準有哪些？什么叫哪些總線有這一特點？答：總線標(biāo)準的制定主要解決不同廠商的各種模塊化產(chǎn)品的兼容性問題；目前流行的總線標(biāo)準有：isa、eisa、pci等；即插即用：即插即用。EISA和PCI具有此功能。畫一個具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。a0a1anb0b1bnabba四個寄存器a、CD74下邏輯設(shè)計：設(shè)計一個電路，在同一時間實現(xiàn)d→a、d→b和d→c計一個電路，實現(xiàn)下列操作：完全D→巴士在t0；在T1